ارزیابی تحلیلی و تطبیقی روش‌های تجربی تحلیل پایداری کارگاه‌های استخراج باز با نگاه ویژه به ملاحظات هندسی کارگاه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری؛ دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد

2 استاد؛ دانشکده‌ی مهندسی معدن و متالوژی ، دانشگاه یزد.

3 استاد؛ گروه استخراج معدن، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود.

4 استادیار؛ دانشکده‌ی مهندسی معدن و متالوژی، دانشگاه یزد.

چکیده

روش‌های تجربی تحلیل پایداری کارگاه‌های استخراج باز بر پایه تاثیر عوامل ژیومکانیکی و ژیومتری، بنیان گذاشته شده‌اند. تقریبا در همه روش‌های تجربی، هندسه کارگاه به طور ویژه با شاخص شعاع هیدرولیکی بیان شده است. در تمامی نمودارهای تجربی پایداری، در یک محور، شعاع هیدرولیکی و در محور دیگر سایرعوامل موثر، مانند ویژگی‌های ژئومکانیکی، عوامل محیطی و ...، با عناوین مختلف، قابل مشاهده است. علاوه بر شعاع هیدرولیکی شاخص دیگری به‌نام ضریب شعاع، با هدف رفع کاستی‌های شعاع هیدرولیکی تعریف شده که این موضوع حاکی از نقش و اهمیت قابل‌توجه هندسه کارگاه است. هندسه کارگاه یک عامل قابل کنترل است که با تغییر آن می‌توان شرایط پایداری کارگاه را تغییر داد. بر اساس یافته‌های این تحقیق در حال حاضر‌، تنها دو شاخص شعاع هیدرولیکی و ضریب شعاع به عنوان شاخص‌های معرف اثر هندسه کارگاه بر پایداری، مورد استفاده قرار می‌گیرند. هر دو شاخص دو پارامتری بوده و از میان ویژگی‌های هندسی متعدد کارگاه استخراج، شعاع هیدرولیکی تنها مساحت و محیط، و شاخص ضریب شعاع، تنها اندازه شعاع و زاویه جانمایی شعاع را بر روی سطح مورد مطالعه منظور می‌نمایند. این شاخص‌ها دارای نواقصی ازجمله، عدم کارآیی برای هندسه‌های نامنظم، کم بودن میزان همبستگی با پایداری، دو بعدی بودن، دامنه کم تاثیر نسبت ابعادی، چشم‌پوشی از اعوجاج در بعد سوم، عدم ملاحظه پایه، عدم ملاحظه انباشتگی کارگاه و پاسخ‌گو نبودن در نسبت‌های ابعادی بزرگ هستند. بر این اساس هیچ یک از دو شاخص مذکور در حد لزوم و کفایت نمی‌توانند نماینده مناسبی از هندسه کارگاه باشند، و برای دست یابی به روابط تجربی کامل‌تر و دقیق‌تر، ضروری است شاخص‌های هندسی کامل‌تر که در برگیرنده تعداد بیشتری از ویژگی‌های هندسی کارگاه استخراج باشند را تدوین کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Andrews, P.G. and Barsanti, B.J. (2008). Results of the Radius Factor Stability Assessment Method for Design and Pillar Extraction at the Conqueror Mine, St Ives Gold Mine. SHIRMS
Azadmehr, A., Jalali, S. E., Pour Rahimian, Y., (2019). An application of Rock engineering System for assessment of the Rock Mass Fragmentation: A hybrid approach and case study, Rock Mechanics and Rock Engineering
Azadmehr, A., Jalali, S. E., Pour Rahimian, Y., (2017). Ranking of influencing factors on rock mass fragmentation in block caving, MPES 2017, Lulea, Sweden
Germain, P and Hadjigeorgiou, J. (1998). Influence of stope geometry on mining performance, Proceedings of 100th Annual General Meeting, CIM, Vancouver, B.C., Canada
Henning, J.G.  and Mitri, H.S. (2006).  Numerical modelling of ore dilution in blasthole stoping. Int. J. Rock Mech. Min. 44, pp. 692–703.
Laubscher, D.H. (1977). Geomechanics classification of jointed rock masses - mining applications. Transactions, Institute of Mining and Metallurgy, Section A, Vol. 86, pp. A1-8
Laubscher, D. H. (2000). A practical manual on block caving. Julius Kruttschnitt Mineral Research Centre, Brisbane.
McMahon, B. K., & Kendrick, R. F. (1969). Predicting the Block Caving Behavior of Ore Bodies. New york: AIME.
Milne, D.M., Pakalnis, R.C.  and Felderer, M. (1996). Surface geometry assessment for open stope dsign, Proceedings of North America Rock Mechanics Symposium, Kingston,
Milne, D.M. (1997) Underground Design and Deformation based on surface geometry. PhD thesis, The University of British Columbia.
Milne, D.M. and Pakalnis, R. (1997) Theory behind empirical design techniques. Proceedings 12th colloque en controle de terrain, Assoc. Min, Québe
Mortazavi, A & Osserbay, B. (2021). The Consolidated Mathews Stability Graph for Open Stope Design. School of Mining & Geosciences, Nazarbayev University
Mahtab, M. A., & Dixon, J. D. (1976). Influence of rock fractures and block boundary weakening on cavability. Trans Soc Min Eng AIME, 260(1), 6-12.
Mathews, K., Hoek, E., Wyllie, D., & Steward, S. (1981). Prediction of stable excavation spans for mining at depths below 1000 meters in hard rock mines. CANMET report DSS, Serial No. 0SQ80-00, Vol. 81
Mawdesley, C.A. (2002). Predicting rock mass cavability in block caving mines, PhD thesis, The University of Queensland, Brisbane, Australia.
Mawdesley, C. A.  Trueman,  R. and W. Whiten, (2001). Extending the Mathews stability graph for open-stope design, Trans. Institut. Min. Metallurg. (Section A: Mining Indust.) 110, pp. A27–A39.
Nickson, S.D. (1992) Cable support guidelines for underground hard rock mine operations. Master’s Thesis, University of British Columbia.
Potvin, Y. (1988). Empirical open stope design in Canada (Doctoral dissertation, University of British Columbia).
Potvin, Y., & Hudyma, M. (2000). Open stope mining in Canada. Proceedings of the MassMin2000, Brisbane. Carlton: AusIMM, 661e74.
Rafiee, R., Ataei, M., Khalokakaei, R., Jalali, S. E., & Sereshki, F. (2014). Determination and Assessment of Parameters Influencing Rock Mass Caveability in Block Caving Mines Using the Probabilistic Rock Engineering Syste. International Journal of Rock Mechanics and Rock Engineering.
Stewart, S. B. V., & Forsyth, W. W. (1995). The Mathew's method for open stope design. CIM bulletin, 88(992), 45-53.
Sainsbury, B. (2012). A model for cave propagation and subsidence assessment in jointed rock masses. University of South Wales
Suorineni. F.T. (2010). The stability graph after three decades in use: Experiences and the way forward. International Journal of Mining, Reclamation and Environment 24, 307–339
Suorineni, F T, Tannant, D D and Kaiser, P K, 2001. Likelihood statistic for interpretation of the stability graph for open stope design, International Journal Rock Mechanics and Mineral Science, 36(7):891–906.
Suorineni. F.T, & Madenova. Y (2022). The qualitative stability graph for open stope design- recent developments. Paper presented at the 56th U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, Santa Fe, New Mexico, USA, June 2022.
Shacker, D. (2019). Research into the interpretation of deformation measured by extensmeters. . M.A.Sc. thesis, University of Saskatchewan, Canada
Trueman, R., Mikula, P., Mawdesley, C., & Harries, N. (2000). Experience in Australia with the application of the Mathews' method for open stope design. CIM bulletin, 93(1036), 162-167.
Vera, S. G. (1981). Caving at Climax. In D. Stewart, SME Mining Engineering Handbook, 157-176. New York: Society of Mining Engineers of the American Institute of Mining, Metallurgical, and Petroleum Engineers.